탕 분야가 보급에 앞서 있다
Batch형 온수급탕기
유리를 통해 들어온 태양열이 직접 탱크에 있는 물을 덥히는, 가장 간단한 구조로 되어 있으며, 아침에 물을 넣어 오후에 데워진 물을 사용한다
자연대류형 온수급탕기
자연 대류형이라함은 집열판에서 데워진 열매체가 축열탱크에 있는 물을 데우는 방식으로, 펌프등의 동력을 사용하지 않고 뜨거워진 열매체가 위에 있는 축열조로 올라가 축열조안의 물에 열을 전달하고 차가워진 열매체는 다시 집열판의 아래쪽으로 들어가 태양에 의해 다시 가열이 되어 축열탱크로 올라가 열을 전달하는 열매체의 순환에 의해 축열조의 물이 데워지게 된다. 요즘 흔히 일반주택에서 설치되어 있는 모습을 볼수 있는 태양열 온수기는 모두 이 방식이다.
상변화형 온수급탕기
자연 대류형과 원리는 같으나 상변화 물질을 열 전달매체로 하고 열 교환기를 사용하게 되는데 자연순환에 의한 열 교환 형태로 온수를 가열하는 방식이다. 상변화(像變化)물질은 배관내에서 부식을 일으키지 않는 물질이며 일사되는 동안 집열기에서 액체상태에서 증기상태로 바뀌어 높은 열전달을 한다.
2. 태양전지보트
일본인 호리에 겐니치 씨는 태양전지보트를 좀더 큰 규모로 이용한 사람이다. 그는 지난 96년 5월, 태양전지를 사용한 배를 타고 태평양 횡단에 나섰다. 호리에 씨가 탄 배는 알루미늄캔 2만 2000개를 재활용해 만든 배로, 길이는 9.5m, 무게는 379kg이었다. 그가 탄 배는 에콰도르의 살리나스 항을 출발해 10일 만에 하와이에 도착했다는 소식을 전해왔다.
3. 태양전비비행기
태양전지배가 바다를 항해하는데, 태양전지비행기가 하늘을 날지 말라는 법이 없다. 1981년 태양전지로 만들어진 ‘챌린저호’는 5시간 30분 동안 300km에 달하는 영불해협을 건넌 바 있다. 이 비행기의 길이는 9m, 날개는 14.3m, 기체의 무게는 90kg이었다민들레호’는 8월 4일 애리조나 주 윌콕스에서 출발해 9월 3일 최종목적지인 노스캐롤라이나 주의 키티호크(라이트형제가 처음 비행기를 날리던 곳)에 무사히 도착함으로써 두 번째 비행에도 성공했다. 총비행거리는 4000km에 달했다. 태양전지비행기의 최고고도는 3900m, 비행시간은 7시간 35분으로 세계 신기록이었다. 태양전지에서 만든 에너지로 미국대륙을 횡단했다는 것은 믿기 어렵지만 사실이다.
4. 태양전지차
1987년 11월 호주에서는 ‘제1회 세계 태양전지차(태양광 자동차) 레이스’가 펼쳐졌다. 코스는 호주대륙을 건너는 것으로, 길이는 3000km에 달했다. 이 대회의 우승은 미국의 GM사가 만든 태양전지차가 차지했다. 이 차는 시속 67km의 속도로 3000km를 사고 없이 달렸다. 1990년에 열린 제2회 대회에서는 일본의 <혼다> 자동차가 우승했는데, 이때의 평균속도는 시속 54km였다. 태양전지차는 경주용으로만 쓰이는 것이 아니다. 스위스에서는 환경공해가 없고 기름이 필요없는 태양전지차를 공공용으로 활용하고 있다고 한다. 우리나라에서는 1992년 기아자동차가 ‘솔라카’를, 한 중소기업에서 ‘한빛’ 1호와 2호를 개발한 바 있다. 올 8월에는 현대자동차가 태양광자동차 2호(솔라 2호)를 개발했는데, 이 차의 최고속도는 시속 120km 정도라고 한다.
3. 결 론
영국에서는 BedZed 산업이 급속도록 발달하고 있다. BedZed 산업이란 LONDON ZERO-ENERGY 마을을 만든다는 것이다. 영국에서 벌써 실용화가 되고 있고. 잉글랜드 동부 케임 브리지 대학교, 음악대학 뮤직이스트, 남부 코츠월드 워터파크 버밍엄의 실내 스포츠 훈련센터 등 여러 곳에서 예산이 지원 되어서 환경 친화적 제조업이 급속도록 발전하고 있다. 특히 BP 회사가 자랑하는 LONDON ZERO-ENERGY 마을은 배출가스가 정말 없는 세계최초의 대규모 주택 단지이다. 1만 6000천평 정도 되는이곳이 태양 에너지와 여러 대체 에너지로 화석 에너지를 대처하고 있다는 사실에 놀랐다. LONDON ZERO-ENERGY 마을에 대해서 10월 28일 00시에 KBS1에서 다큐멘터리 형식으로 방영 했었는데 정말 대단한 사업이고 전 세계적으로 이런 붐이 형성되었으면 하고 생각했었다.
비록 아직은 태양에너지 개발이 걸음마 단계라서 많은 효율적면에서 단점들이 있다. 에너지 밀도가 낮아 많은 수의 태양전지가 필요하고 많은 공간이 필요하다. 그리고 비싼 반도체 재료인 실리콘을 사용함으로서 초기 설치비용이 많이 들고 비경제적이라는 단점들이 있다. 그러나 우리는 태양에너지와 대체에너지를 개발하지 않으면 안되는 현실에 직면해 있고 많은 나라와 사람들이 이 현실을 직감하고 있다. 그에 따라 대체에너지가 각국에서 개발 및 연구가 이 순간에도 계속되고 있다. 우리나라 또한 에너지 대소비국으로서 많은 준비가 필요할 것이고 그에 따른 연구 및 연구비 지원 또한 따라 줘야할 것이다. 태양열과 태양빛은 아직 일반적으로 널리 쓰이는 에너지기술은 아니다. 석유, 석탄, 천연가스를 사용하는 것보다 돈이 많이 들기 때문이다. 그러나 화석연료인 석유·석탄·천연가스가 200∼300년 후에 고갈된다면, 인류는 태양에너지 및 여러 대체에너지에 의존할 수밖에 없다. 그래서 수많은 나라에서 태양에너지 연구에 박차를 가하고 있다. 늘 태양빛이 비추는 우주에다 태양광발전소를 만들자는 것도 그 중 하나다. 그러나 이는 우주에서 만든 에너지를 지구로 가져오는 것이 문제가 된다. 좀더 현실적인 안으로는 태양광발전소를 거대하게 만드는 것이다. 이는 단위 태양전지의 효율을 높이는 일이 선행되어야 한다. 그러나 낙관론자들은 언젠가 수천만 년 동안 쓰고 남을 태양에너지를 인류의 기본에너지로 사용할 날이 올 것이라고 믿고 있다. 신소재공학과를 졸업하는 졸업생들도 에너지분야로 많이 진출해서 세계에너지에 이바지해야할 것이다.
4. REFERENCE
1) <21 C를 여는 첨단과학기술> , 한국과학기술진흥재단, 金貞欽 고려대 물리학 교수외 7명
2) 대체에너지보급 관련자료집, 산업자원부 에너지공단, 2001
3) 정혜진, 태양도시:에너지를 바꿔 삶을 바꾸다, 그물코, 2004
3) 한국에너지 기술연구원 홈페이지
4) 에너지절약 캠패인 홈페이지